光缆的雷电防护

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摘 要 :本文首先简单介绍了辽宁移动通信沈阳分公司的本地网线路的现状,指出了线路防雷电存在的问题及数据,阐述了雷电对光缆的影响,进一步分析了防雷电的必要性.对防雷电进行了较为详细的论述,并说明了相关注意事项.

关 键 词 :雷电;防护

一、概况

移动通信作为一个科技、知识密集型的高新技术产业,在竞争空间日趋激烈和社会信息化发展趋势下,赢得竞争优势,进而达成企业整体长远目标的实现,安全优质的网络是重中之重,是优质品牌服务的有利支撑.辽宁移动光纤通信网的建设已具规模,遍布城市乡镇和村落,有自建和租用两种形式.随着在建项目逐年递增,存在建设部门的忽视,维护部门力量的不足等问题,以沈阳为例,从2005年的5300皮长公里到2007年3月的6435皮长公里,数据用户从113户到450户,维护人员没变,平均每人一百多皮长公里.而2008年为了迎接“2008奥运”,TD网的建设更加迅速.同时,历年雷电进入基站频频发生,造成了站内起火,设备运行瘫痪,通信中断等,在雷电多发的山区会更为严重(抚顺、本溪、丹东),雷电通过光缆进入是产生事故主要原因之一.因此,光缆的防护应当在建设与维护工作中引起相关部门的高度重视,并实施强有力的防护措施,确保网络安全.

二、雷电对光缆的影响

光缆中的光纤是非金属材料,传输的光信号不受雷电的干扰,所以光纤部分可以不考虑雷电的影响.但绝大多数光缆中含有金属材料,如金属加强芯、金属护套等.因此有金属构件的光缆(简称金属光缆)线路会受到雷电的影响.

1.雷电对光缆的影响

金属光缆在雷电的作用下,会在金属构件上产生感应电流、纵电动势,使金属构件熔化,外护层击穿,甚至中断通信.光缆受雷电影响主要有以下方面:

(1)金属构件熔化

雷电流进入金属护套,缆芯导体与金属护套将出现冲击电压,击穿金属构件间介质而发生电弧,使金属构件熔化外护层被击穿.


(2)针孔击穿

雷击大地产生地电位升高,使光缆塑料外护套发生针孔击穿,土壤潮气和水通过针孔侵蚀光缆金属护套,从而降低光缆使用寿命.

(3)形成孔洞

雷电流通过雷击针孔击穿金属护套会形成孔洞,进而损伤光纤.

(4)结构变形

雷击大地造成对光缆的放电而引起的压缩力会压扁光缆,引起结构变形,增大传输损耗乃至中断通信.

2.防雷措施

(1)雷电环境选光缆

对于雷电多发地区的通信线路,应注意选择具有高强度绝缘介质的、防雷特性较好的光缆.一般线缆绝缘强度达到20KV以上时,才能保持5S不被雷电击穿而损坏.又如多层金属护套结构的光缆,其防雷疏流能力明显优于普通光缆,承受雷击峰值电流可达100KA以上.在雷击特别严重的地区,可用无金属的光缆,它的加强芯是高强度的尼龙线,但此类光缆抗拉防潮和防虫咬性能不理想,所以不被广泛使用.

(2)金属护套接地

将直埋光缆的金属护套在接头处集中接地,使金属护套连通并形成多点重复接地的模式,有助于防雷击.一般光缆每公里左右做一次接地,接地电阻应在10欧姆以下.在每段光缆的终端,应将光缆的金属护套直接或通过避雷器接地.

(3)多雷区应设避雷针天线

当避雷针天线高度为H时,其保护范围的半径为3至5H,其避雷针天线防雷原理与普通防雷相同,但要注意避雷针天线的接地点应距离直埋光缆20M左右,以免雷电入地泄放时危及光缆.

(4)在直埋光缆上方敷设屏蔽线

直埋光缆在ρ10<100Ω·m地段,可不设屏蔽线.ρ10为100~500Ω·m地段,设一条屏蔽线.ρ10>500Ω·m地段,设二条屏蔽线.

在做屏蔽时光缆线路应尽量避开高压线(10kv以上)和孤立的大树,实在避不开时,可采取在光缆上方30CM左右敷设屏蔽线(排流线),布放一条或多条6至8MM的镀锌钢线或镀锌钢条.在采取两条排流线时,一般放在光缆上方的两侧.排流线的作用是降低地电位,屏蔽以减弱光缆附近的感应电动势,达到分流目的,以减少雷电流对光缆的侵害.

(5)架空光缆的吊线绝缘和接地

在架空光缆的使用场合,由于钢绞线与光缆相距很近,且经挂钩与光缆接触,因此钢绞线遭雷击时,也会因放电而烧毁光缆,因而要注意光缆与吊线间采用绝缘线绑缚.且要将吊线作接地处理.两端接地或多点(间隔)接地的吊线具有架空地线的磁屏蔽作用,能减轻光缆遭雷击的可能性和损坏程度.

三、光缆防雷的现行措施

随着光缆防雷电技术的发展,目前光缆的防雷电问题已经引起有关方面极大重视,进行了不同程度研究,并提出两种不同的防护措施.第一种是在光缆接头处将缆内金属构件前后断开,不做电气连接,不做接地处理,且在直埋光缆的上方设置屏蔽线. 第二种是在光缆接头处将缆内金属构件做电气连通,并做接地处理,在直埋光缆的上方设线.对这两种防护措施虽有争议,但资料表明这两种防护措施都很有效.由于我国山地岩石多,埋设一组合格的地线十分困难,采用第一种措施,光缆接头处不接地,可以减少很多接地装置,大大减少工程费用和维护工作量.另外,光缆接头处缆内金属构件不连通,相当于加了分割滤波器,限制了感应纵电动势在光缆中长距离积累.

四、倡导建议

通过查找相关资料,现今没有一套完整的光缆线路防雷电的施工规范及技术参考文献,望有关部门出版针对这一方面论证的规范.以便在今后的建设与维护中有所遵循,使我们的网络更加安全畅通,为我们移动的品牌迈向“卓越”提供更加强有力的网络支撑.

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